Fapte Despre Siliciu

{h1}

Proprietăți, surse și utilizări ale elementului siliciu.

Siliciul este elementul care vă mulțumește pentru computerul pe care îl utilizați pentru a citi aceste cuvinte. O componentă crucială în microelectronică și cipuri de computer, acest element extrem de comun este responsabil și de plajele calde, albe - silica, un oxid de siliciu, este cea mai comună componentă a nisipului.

Siliciul este al șaptelea cel mai abundent element din univers și cel de-al doilea cel mai abundent element de pe planetă, după oxigen, potrivit Royal Society of Chemistry. Aproximativ 25% din scoarța terestră este siliciu. Pe lângă cipurile de calculator, siliconul are multe utilizări; Pete mai ciudate în care apare acest element includ căni menstruale, implanturi de sân și mătase de cuptor - sub formă de silicon.

Ce face siliciul atât de special încât este numită întreaga vale din California? Citiți mai departe.

Doar faptele

  • Numărul atomic (numărul protonilor din nucleu): 14
  • Simbol atomic (pe tabelul periodic al elementelor): Si
  • Greutatea atomică (masa medie a atomului): 28,09
  • Densitate: 2.3296 grame pe centimetru cub
  • Faza la temperatura camerei: Solid
  • Punct de topire: 2.577 grade Fahrenheit (1.414 grade Celsius)
  • Punctul de fierbere: 3.290 grade F (3.265 grade C)
  • Numărul izotopilor (atomi ai aceluiași element cu un număr diferit de neutroni): 24
  • Cel mai frecvent izotop: Si-28 (92 la sută abundență naturală)

Siliciul este al 14-lea element din Tabelul periodic.

Siliciul este al 14-lea element din Tabelul periodic.

Siliciul semiconductorul

În natură, siliciul nu este singur. De obicei, se găsește legat cu o pereche de molecule de oxigen sub formă de dioxid de siliciu, altfel cunoscut sub numele de silice. Cuarțul, un ingredient abundent în nisip, este format din silice necristalizată.

Siliciul nu este nici metal, nici nemetalic; este un metaloid, un element care se află undeva între cei doi. Categoria metaloidului este o zonă cenușie, fără o definiție fermă a ceea ce se potrivește facturii, însă metaloizii au, în general, proprietăți atât ale metalelor, cât și ale celor nemetale. Au aspect metalic, dar conduc electricitatea numai intermediar. Siliciul este un semiconductor, ceea ce înseamnă că acesta conduce electricitate. Spre deosebire de un metal tipic, cu toate acestea, siliconul se îmbunătățește la conducerea energiei electrice pe măsură ce temperatura crește (metalele se agravează la conductivitate la temperaturi mai ridicate).

Siliciul a fost izolat pentru prima dată în 1824 de chimistul suedez Jöns Jacob Berzelius, care a descoperit, de asemenea, ceriu, seleniu și toriu, potrivit Fundației chimice pentru patrimoniu. Berzelius a încălzit silica cu potasiu pentru a purifica siliciul, în conformitate cu Thomas Jefferson National Accelerator Facility, dar astăzi procesul de rafinare încălzește carbonul cu silice sub formă de nisip pentru a izola elementul.

Siliciul este un ingredient principal în creații de înaltă tehnologie, inclusiv cărămizi și ceramică. Însă chestiile de înaltă tehnologie sunt locul în care elementul își pune amprenta cu adevărat. Ca semiconductor, siliciul este utilizat pentru a face tranzistoare, care amplifică sau schimbă curenții electrici și sunt coloana vertebrală a electronicelor de la radio la iPhone.

Siliciul este utilizat în diferite moduri în celule solare și cipuri de computer, cu un exemplu fiind un tranzistor cu efect de câmp metal-oxid-semiconductor, sau MOSFET, comutatorul de bază în multe electronice. Pentru a transforma siliciul într-un tranzistor, forma cristalină a elementului este adulterată cu cantități de alte elemente, cum ar fi bor sau fosfor, potrivit Laboratorului Național Lawrence Livermore. Elementele de urme se leagă cu atomii de siliciu, eliberând electroni pentru a se deplasa în material, potrivit Universității din Virginia.

Prin crearea de spații de siliciu neadulte, inginerii pot crea un gol în care acești electroni nu pot curge - ca un comutator în poziția „oprit”.

Pentru a comuta comutatorul la „pornit”, o placă metalică, conectată la o sursă de alimentare, este plasată în apropierea cristalului. Când energia electrică curge, placa devine încărcată pozitiv. Electronii, care sunt încărcați negativ, sunt atrași de sarcina pozitivă, permițându-le să facă saltul pe segmentul pur-siliciu. (De asemenea, în tranzistoare pot fi utilizate și alte semiconductoare, în afară de siliciu.)

Cine stia?

  • Când astronauții Apollo 11 au aterizat pe Lună în 1969, au lăsat în urmă o pungă albă care conține un disc de siliciu puțin mai mare decât un dolar de argint. Inscris în fontul microscopic pe disc sunt 73 de mesaje, fiecare dintr-o țară diferită, care exprimă dorințe de bunăvoință și pace.
  • Siliciul nu este același lucru ca siliconul, acel polimer celebru care se găsește în implanturile mamare, cupe menstruale și alte tehnologii medicale. Silicona este fabricată din siliciu împreună cu oxigenul, carbonul și hidrogenul. Deoarece rezistă atât de bine la căldură, siliconul a fost folosit din ce în ce mai mult pentru fabricarea uneltelor de bucătărie, cum ar fi chiuvetele cuptorului și foile de copt.
  • Siliciul poate fi periculos. Când este inhalat pe perioade lungi de timp, poate provoca o boală pulmonară cunoscută sub numele de silicoză.
  • Iubește iidescența unui opal? Mulțumesc siliciu Pietrele prețioase este o formă de silice legată de molecule de apă.
  • Carbură de siliciu (SiC) este aproape la fel de dură ca un diamant, potrivit Institutului de materiale, minerale și minerit. Se situează pe un scor de 9-9,5 pe scara de duritate Mohs, puțin mai mică decât diamantul, care are o duritate de 10.
  • Plantele folosesc siliciu pentru a-și consolida pereții celulari. Elementul pare a fi un nutrient important care ajută la conferirea rezistenței la boli, potrivit unei lucrări din 1994 în revista Proceedings of the National Academy of Sciences.
  • Silicon Valley își primește numele din siliciul folosit în cipurile de computer. Porecla a apărut pentru prima dată în 1971 în ziarul „Electronic News”.
  • Viața bazată pe silicon, cum ar fi Horta de la „Star Trek”, este posibil să nu fie în întregime ficțiune științifică, potrivit cercetătorilor din Caltech. Cercetările timpurii au arătat că siliconul poate fi încorporat în molecule pe bază de carbon, cum ar fi proteinele.

Cercetări curente

Cercetările din zilele noastre privind siliciul sună doar la ficțiune: în 2006, cercetătorii au anunțat că au creat un cip de computer care a topit componentele de siliciu cu celulele creierului. Semnalele electrice de la celulele creierului ar putea fi transmise componentelor electronice de siliciu ale cipului și invers. Speranța este să creăm în cele din urmă dispozitive electronice pentru tratarea tulburărilor neurologice.

Un studiu din 2018 care apare în Nature testează un nou tip de dispozitiv cuantic fabricat din siliciu. Calculatoarele cuantice pot deveni într-o zi norma, depășind tehnologia computerului curentă, cu capacitatea de a efectua calcule în paralel. Crearea acestor dispozitive folosind aceleași tehnici pentru a construi cipuri tradiționale de siliciu ar putea accelera dezvoltarea acestor dispozitive, ceea ce ar putea duce la noi utilizări pentru dispozitivele cuantice.

De asemenea, Silicon are o promisiune în crearea unor lasere incredibil de mici numite nanoneedle, care pot fi utilizate pentru a transmite date mai rapid și mai eficient decât cablurile optice tradiționale. John Badding, un chimist al materialelor de la Penn State University, a spus că John Badding, lasere de superconductor. Asta înseamnă că se pot lăuda cu mai multă putere decât laserele tradiționale.

Badding și echipa sa lucrează, de asemenea, la crearea de fibre optice de generație viitoare care să integreze supraconductorii în loc de pur și simplu sticlă, a spus WordsSideKick.com.

"Semiconductorii au o varietate de proprietăți pe care pur și simplu nu le puteți obține cu ochelarii", a spus Badding. Dacă materialele semiconductor încorporate în fibre optice ar permite mini-electronice incluse în aceste cabluri, care sunt cruciale pentru transmiterea informațiilor pe distanțe lungi. Cablurile semiconductoare ar permite, de asemenea, manipularea luminii în fibră, a adăugat Badding.

Jetoanele de siliciu tradiționale sunt realizate prin depunerea straturilor elementului pe o suprafață plană, începând de obicei cu un gaz precursor, cum ar fi silanul (SiH4) și permițând solidificarea gazului, a spus Badding. Cablurile, pe de altă parte, sunt desenate. Pentru a face un cablu cu fibră optică de sticlă, ar începe cu o tijă de sticlă, să îl încălziți și apoi să-l trageți ca taffy, alungindu-l într-un fir lung, subțire.

Badding și colegii săi și-au dat seama de o modalitate de a intra în semiconductori în această formă asemănătoare cu spaghetti. Folosesc fibre din sticlă extrasă cu găuri minuscule și apoi comprimă gazele precum silanul la presiuni mari pentru a le forța în acele spații.

„Ar fi ca și cum ai umple un furtun de grădină care merge de la Penn State la New York complet solid cu siliciu”, a spus Badding. „Ați crede că lucrurile vor fi conectate și încurcate, dar nu.”

Șirurile semiconductoare rezultate sunt de trei până la patru ori mai subțiri decât părul uman. Badding și echipa sa experimentează și alți semiconductori, cum ar fi selenura de zinc (zinc și seleniu) pentru a crea fibre cu capacități niciodată văzute până acum.

Mai multe despre Silicon:

  • Pentru o privire distractivă și interesantă asupra istoriei Silicon Valley, inclusiv informații despre mințile și produsele implicate în realizarea startup-urilor de înaltă tehnologie, consultați cronologia interactivă a Silicon Valley.
  • Pot fi apropiați de tabelul periodic al elementelor, dar siliconul și carbonul sunt diferite fiare chimice. Iată o privire a lui Dow Corning cu privire la diferențele lor, care se reduc la unul organic și celălalt anorganic.
  • WordsSideKick.com are o mare defalcare a modului de funcționare a semiconductorilor și a modului în care siliconul este un jucător major.
  • Doriți să aflați cum sunt făcute faimoasele cipuri Intel, fabricate din siliciu, desigur? Compania tehnologică descrie istoria cipurilor lor, modul în care s-au schimbat de-a lungul timpului, cum sunt făcute și cum funcționează.

Raportări suplimentare de Rachel Ross, colaborator de științe vii.






Descoperiri Științifice

Cercetare


Science News


Fâșia Spirală Dentară A Dat Prădător De Mare Antică O Muchie
Fâșia Spirală Dentară A Dat Prădător De Mare Antică O Muchie

Consumul De Marijuana Este Legat De Un Risc Crescut De A Muri Din Cauza Tensiunii Arteriale Ridicate
Consumul De Marijuana Este Legat De Un Risc Crescut De A Muri Din Cauza Tensiunii Arteriale Ridicate

Vremea Sălbatică Din 2011: Vina La Niña
Vremea Sălbatică Din 2011: Vina La Niña

De Ce Sunt Unele Plante Violete?
De Ce Sunt Unele Plante Violete?

Spermăritori Serioși Ai Ciclistilor
Spermăritori Serioși Ai Ciclistilor


RO.WordsSideKick.com
Toate Drepturile Rezervate!
Reproducerea Oricăror Materiale Permise Prostanovkoy Doar Link-Ul Activ La Site-Ul RO.WordsSideKick.com

© 2005–2019 RO.WordsSideKick.com